Sposób ograniczenia inwazji przepoczwarzających się w glebie
advertisement
R ZECZPO SPO LITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 188034 (21 ) N um er zgłoszenia: (22) D ata zgłoszenia: 333014 22.10.1997 (13) B1 (51 ) IntC l7: (86) D ata i num er zgłoszenia m iędzynarodow ego: U rząd Patentow y Rzeczypospolitej Polskiej 22.10.1997, PCT/US97/19149 (87) D ata i num er publikacji zgłoszenia m iędzynarodow ego: A01N 35/06 A 0 1 N 25/04 30.04.1998, WO98/17114, PCT Gazette nr 17/98 (54) Sposób ograniczenia inwazji przepoczwarzających się w glebie owadów roślinożernych na ulistnione rośliny (30) Pierwszeństwo: (73) DCV, INC., Wilmington, US 22.10.1996,US,08/734,914 (43) Zgłoszenie ogłoszono: (72) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.11.2004 WUP 11/04 PL 188034 B1 (5 7 ) Twórcy wynalazku: Anna Louise Winslow, Kennett Square, US 08.11.1999 BUP 23/99 (45) Uprawniony z patentu: (74) Pełnomocnik: Sulima Zofia, SULIMA*GRABOWSKA*SIERZPUTOWSKA 1. Sposób ograniczenia inwazji przepoczw arzających się w glebie ow adów roślinożernych na ulist nione rośliny bez ham ow ania aktywności ow adów drapieżnych w obec ow adów roślinożernych, zn am ien n y tym , ze na pow ierzchnię gleby w sąsiedztw ie rośliny, przed wydostaniem się postaci dorosłej ow ada roślinożernego, nanosi się stałe cząstki policyklicznych chinonów wybranych z grupy obejm ującej antrachinony, antrahydrochinony i ich m ieszaniny w takiej ilości, że ich stężenie na glebie w ynosi co najm niej 50 mg/m2, a średnia w ielkość cząstek wynosi co najwyżej 50 μm, przy czym cząstki nanosi się w postaci w odnej dyspersji nierozpuszczalnych w w odzie niejonow ych cząstek zdyspergow anych w ośrodku wodnym , w zględnie nanosi się roztw ór jonow ej soli takiego zw iązku, która to sól ulega przem ianie w nierozpuszczalną w wodzie postać niejonow ą tw orząc cząstki pod w pływ em pow ietrza po naniesieniu, a ponadto cząstki odznaczają się tym, ze ich rozpuszczalność w w odzie w ynosi poniżej 1000 ppm w agow o, tem peratura topnienia wynosi co najmniej 150°C, a L D 50 wynosi co najm niej 2000 m g/kg w przypadku szczurów . 2. Sposób ograniczenia inwazji przepoczw arzających się w glebie ow adów roślinożernych na ulist nione rośliny bez ham ow ania aktywności ow adów drapieżnych w obec ow adów roślinożernych, zn am ien n y tym , że na listowie nanosi się stałe cząstki policyklicznych chinonów w ybranych z grupy obejm ującej antrachinony, antrahydrochinony i ich m ieszaniny w takiej ilości, że stężenie cząstek w dyspersji w ynosi co najmniej 100 ppm w agow o, a średnia w ielkość cząstek w ynosi co najwyżej 50 μm, przy czym cząstki nanosi się w postaci w odnej dyspersji nierozpuszczalnych w w odzie niejonow ych cząstek zdyspergowanych w ośrodku wodnym , względnie nanosi się roztw ór jonow ej soli takiego zw iązku, która to sól ulega przem ianie w nierozpuszczalną w w odzie postać niejonow ą tw orząc cząstki pod w pływ em pow ietrza po naniesieniu, a ponadto cząstki odznaczają się tym, że ich rozpuszczalność w w odzie w ynosi poniżej 1000 ppm , wagowo, tem peratura topnienia wynosi co najmniej 150°C, a LD 50 wynosi co najm niej 2000 m g/kg w przypadku szczurów. Sposób ograniczenia inwazji przepoczwarzających się w glebie owadów roślinożernych na ulistnione rośliny Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób ograniczenia inwazji przepoczwarzających się w glebie ow adów roślinożernych na ulistnione rośliny bez ham owania aktywności owadów drapieżnych wobec owadów roślinożernych, znam ienny tym, że na powierzchnię gleby w sąsiedztwie rośliny, przed wydostaniem się postaci dorosłej owada roślinożernego, nanosi się stałe cząstki policyklicznych chinonów w ybranych z grupy obejmującej antrachinony, antrahydrochinony i ich mieszaniny w takiej ilości, że ich stężenie na glebie wynosi co najmniej 50 m g/m 2, a średnia wielkość cząstek wynosi co najwyżej 50 (im, przy czym cząstki nanosi się w postaci wodnej dyspersji nierozpuszczalnych w w odzie niejonowych cząstek zdyspergowanych w ośrodku wodnym, względnie nanosi się roztw ór jonow ej soli takiego związku, która to sól ulega przemianie w nierozpuszczalną w w odzie postać niejonow ą tw orząc cząstki pod wpływem powietrza po naniesieniu, a ponadto cząstki odznaczają się tym, że ich rozpuszczalność w w odzie wynosi poniżej 1000 ppm wagowo, temperatura topnienia wynosi co najmniej 150°C, a LD50 wynosi co najmniej 2000 m g/kg w przypadku szczurów. 2. Sposób ograniczenia inwazji przepoczwarzających się w glebie ow adów roślinożernych na ulistnione rośliny bez ham owania aktywności ow adów drapieżnych wobec owadów roślinożernych, znam ienny tym, że na listowie nanosi się stałe cząstki policyklicznych chinonów wybranych z grupy obejmującej antrachinony, antrahydrochinony i ich mieszaniny w takiej ilości, że stężenie cząstek w dyspersji wynosi co najmniej 100 ppm wagowo, a średnia wielkość cząstek wynosi co najwyżej 50 μm, przy czym cząstki nanosi się w postaci w odnej dyspersji nierozpuszczalnych w wodzie niejonowych cząstek zdyspergowanych w ośrodku wodnym, w zględnie nanosi się roztwór jonowej soli takiego związku, która to sól ulega przemianie w nierozpuszczalną w wodzie postać niejonow ą tworząc cząstki pod wpływem powietrza po naniesieniu, a ponadto cząstki odznaczają się tym, że ich rozpuszczalność w wodzie wynosi poniżej 1000 ppm, wagowo, tem peratura topnienia wynosi co najmniej 150°C, a LD50 wynosi co najm niej 2000 m g/kg w przypadku szczurów. 3. Sposób w edług zastrz. 2, znam ienny tym, że zabieg pow tarza się na nowym przyroście rośliny. 4. Sposób w edług zastrz. 2, znam ienny tym, że ulistniona roślina je st w stadium kwitnienia, a dyspersję policyklicznego chinonu lub roztw ór jonow ej soli nanosi się tylko na listowie, a nie na odkryte powierzchnie kwiatów. 5. Sposób w edług zastrz. 2, znam ienny tym, że ulistniona roślina je st w stadium kwitnienia, a dyspersję policyklicznego chinonu lub roztw ór jonow ej soli nanosi się przed pączkowaniem i otw arciem kwiatów. 6. Sposób w edług zastrz. 2, znam ienny tym, że ulistniona roślina je st w stadium kwitnienia, a policykliczny chinon lub roztwór jonow ej soli nanosi się na odkryte powierzchnie kwiatów. 7. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że owad roślinożerny jest w stadium larwy. 8. Sposób w edług zastrz. 2, znam ienny tym, że owad roślinożerny je st w stadium postaci dojrzałej. 9. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że dyspersję policyklicznego chinonu lub roztwór jonowej soli nanosi się na listowie drzew owocowych w stadium różowych koniuszków. 10. Sposób w edług zastrz. 9, znam ienny tym, że zabieg z zużyciem policyklicznego chinonu lub roztw oru jonow ej soli powtarza się w ielokrotnie przed zbiorem. * * * 188 034 3 Przedm iotem w ynalazku je st sposób ograniczenia inwazji przepoczwarząjących się w glebie ow adów roślinożernych na ulistnione rośliny bez ham ow ania aktywności owadów drapieżnych wobec ow adów roślinożernych. Rolnicy, tacy jak farmerzy, sadownicy, ogrodnicy, upraw iający kwiaty i prowadzący szkółki roślin, są wszyscy ofiaram i strat ekonomicznych spow odow anych zjadaniem liści ro ślin przez różne owady roślinożerne, takie jak chrząszcze i mszyce. Dotychczas głównym sposobem zapobiegania takim uszkodzeniom było stosowanie insektycydów na listowie. Insektycydy są skuteczne i ekonom iczne w sensie ogólnego zw alczania takich szkodników, gdyż pozw alają na ekonom iczne niszczenie takich szkodników. Jednakże prawie wszystkie z nich są bardzo niekorzystne ekologicznie. Przykładowo, w iększość pestycydów stosowanych do zwalczania chrząszczy je st trująca nie tylko dla ludzi, lecz także dla dzikich zw ierząt i ptaków, na równi ze szkodnikam i, które pestycydy m ają zwalczać. Ponadto są one także trujące dla pożytecznych owadów, takich jak pszczoły miodne i motyle, oraz drapieżnych owadów, takich jak biedronki i m odliszki. To ostatnie działanie stało się tak powszechne, że populacja pszczół miodnych w Stanach Zjednoczonych Ameryki spadła o 20-25% w ostatnich latach. Takie zmniejszenie populacji pszczół miodnych, jak też innych ow adów zapylających, spowodowało w w ielu przypadkach znaczny spadek plonów roślin zależnych od zapylania przez owady, takich jak drzew a owocowe, warzywa i gatunki kwiatowe. Chociaż istnieje wiele organicznych sposobów uprawy, które m ogą ograniczyć takie szkody ekologiczne, sposoby te są często kosztowniejsze i mniej skuteczne. Przykładowo, hodowanie roślin uprawnych, których chrząszcze nie zjadają, w sąsiedztwie roślin, które są atakowane przez chrząszcze i inne owady roślinożerne, m oże być skuteczne w ograniczonym zakresie. Jednakże istnieje ogromne zapotrzebowanie na ekonom iczne środki zapobiegania stratom powodowanym przez owady roślinożerne, szczególnie chrząszcze, bez jednoczesnego stwarzania zagrożenia dla ludzi, dzikich zwierząt, w tym ptaków, lub innych gatunków ow adów. Innymi słowy, istnieje od dawna szeroko odczuwane zapotrzebow anie na sposób zapobiegania stratom w upraw ach powodowanym przez roślinożerne owady bez stwarzania niebezpieczeństwa (1) zatrucia roślin poddawanych zabiegom, (2) zatrucia osób dokonujących zabiegów odpowiednim środkiem, (3) zatrucia ludzi spożywających rośliny poddane zabiegom , (4) zatrucia gatunków zwierząt wchodzących w kontakt z takimi roślinam i poddanym i zabiegom i środkami do zabiegów oraz (5) zabijania pożytecznych gatunków ow adów na roślinach lub w sąsiedztwie roślin poddanych zabiegom. Poniżej wym ieniono publikacje należące do stanu techniki. Reed i inni, Cucam ber Beetle Antifeedants, U SDA Technical B ulletin nr 1641 (1981) Trial i inni, Em odin in Buckthorn: A Feeding D eterrent to Phytophagous Insects, The Canadian Entom ologist, Vol. I l l , str. 207-212 (1979) Kubo i inni, A n Insect Antifeedant and Antim icrobial A gent from Plum bago capensis, Planta M edica Supplem ent, str. 185-7 (1990) Hatfield i inni, Gustatory discrimination o f sugars, am ino acids and selected allelochemicals by tarnished plant bug, Lygus lineolaris, Physiological Entomology, Vol. 7, str. 151-23 (1982) Kokopol i inni, Long Chain Aliphatic Alcohols and Saturated Carbocyclic Acids From Heartwood o f Rhizophora Apiculata, Photochemistry, Vol. 33, nr 5, str. 1129-31 (1993) All i inni, Potential o f Antifeedants To Control Larval Feeding O f Selected N eodiprion Sawflies (Hymenoptera: D iprionidae), The Canadian Entom ologist, Vol. 108, nr 11, str. 113744(1976) M ondal i inni, Transduction M echanism in O lfaction and Gustation, Nature, Vol. 222, str. 1283-4(1969) Mondal i inni, Repellent effect o f synthetic methylylquinone on larvae o f Tribolium castaneum (Herbst), International Pest Control, Vol. 26, nr 3, str. 68-71 (1984) 4 188 034 N orris i inni, A n Energy-Transduction M echanism In Chem oreception By The Bark Beetle, Scolytus M ultistriatus, Contributions from Boyce Thom pson Institute, Vol. 24, nr 13, str. 263-74 (1970) Stone, D eterrent Com positions, opis patentowy US 3663253, 16 m aja 1972 r. K ham bay i inni, Pesticidal Compounds, międzynarodowe zgłoszenie patentowe (PCT), opublikowane 18 lipca 1996 r. Obecnie stwierdzono, że możliw e je st odstraszanie ow adów roślinożernych od powierzchni roślin, a także zniechęcanie ich do żerowania na pow ierzchni roślin, w wyniku nanoszenia wodnej dyspersji policyklicznego chinonu lub jego prekursora na listowie rośliny i/lub na otaczającą glebę, w której roślina je st ukorzeniona. D zięki tem u skutecznie ogranicza się inwazję owadów, przy czym stosowany sposób je st bezpieczny dla środowiska. Tak więc wynalazek dotyczy sposobu ograniczenia inwazji przepoczwarzających się w glebie ow adów roślinożernych na ulistnione rośliny bez ham owania aktywności owadów drapieżnych wobec owadów roślinożernych, w którym na pow ierzchnię gleby w sąsiedztwie rośliny, przed wydostaniem się postaci dorosłej owada roślinożernego, nanosi się stałe cząstki policyklicznych chinonów wybranych z grupy obejmującej antrachinony, antrahydrochinony i ich m ieszaniny w takiej ilości, że ich stężenie na glebie wynosi co najmniej 50 mg/m , a średnia w ielkość cząstek wynosi co najwyżej 50 (im, przy czym cząstki nanosi się w postaci wodnej dyspersji nierozpuszczalnych w wodzie niejonowych cząstek zdyspergowanych w ośrodku wodnym , względnie nanosi się roztw ór jonowej soli takiego związku, która to sól ulega przem ianie w nierozpuszczalną w wodzie postać niejonow ą tw orząc cząstki pod wpływem pow ietrza po naniesieniu, a ponadto cząstki odznaczają się tym, że ich rozpuszczalność w wodzie wynosi poniżej 1000 ppm wagowo, temperatura topnienia wynosi co najmniej 150°C, a LD 50 wynosi co najmniej 2000 m g/kg w przypadku szczurów. W innej postaci w ynalazek dotyczy sposobu ograniczenia inwazji przepoczwarzających się w glebie ow adów roślinożernych na ulistnione rośliny bez ham ow ania aktywności ow adów drapieżnych wobec ow adów roślinożernych, w którym na listowie nanosi'się stałe cząstki policyklicznych chinonów wybranych z grupy obejmującej antrachinony, antrahydrochinony i ich m ieszaniny w takiej ilości, że stężenie cząstek w dyspersji wynosi co najmniej 100 ppm wagowo, a średnia wielkość cząstek wynosi co najwyżej 50 (im, przy czym cząstki nanosi się w postaci wodnej dyspersji nierozpuszczalnych w wodzie niejonowych cząstek zdyspergowanych w ośrodku wodnym, w zględnie nanosi się roztwór jonow ej soli takiego związku, która to sól ulega przem ianie w nierozpuszczalną w wodzie postać niejonow ą tworząc cząstki pod wpływem pow ietrza po naniesieniu, a ponadto cząstki odznaczają się tym, że ich rozpuszczalność w w odzie wynosi poniżej 1000 ppm wagowo, tem peratura topnienia wynosi co najmniej 150°C, a LD 50 wynosi co najmniej 2000 m g/kg w przypadku szczurów. Zgodnie z korzystnym sposobem zabieg powtarza się na nowym przyroście rośliny. Korzystnie zabieg prow adzi się, gdy ulistniona roślina je st w stadium kwitnienia, a dyspersję policyklicznego chinonu lub roztw ór jonow ej soli nanosi się tylko na listowie, a nie na odkryte pow ierzchnie kwiatów. Korzystnie zabieg prow adzi się rów nież, gdy ulistniona roślina je st w stadium kw itnienia, a dyspersję policyklicznego chinonu lub roztw ór jonow ej soli nanosi się przed pączkowaniem i otw arciem kwiatów. Korzystnie zabieg prow adzi się także gdy ulistniona roślina je st w stadium kwitnienia, a policykliczny chinon lub roztw ór jonow ej soli nanosi się na odkryte pow ierzchnie kwiatów. W szczególności zabieg prow adzi się gdy owad roślinożerny jest w stadium larwy. W innym korzystnym przypadku zabieg prowadzi się, gdy owad roślinożerny jest w stadium postaci dojrzałej. Korzystnie dyspersję policyklicznego chinonu lub roztw ór jonow ej soli nanosi się na listowie drzew owocowych w stadium różow ych koniuszków. W szczególności zabieg z użyciem policyklicznego chinonu lub roztw oru jonowej soli pow tarza się wielokrotnie przed zbiorem. N a rysunku fig. 1 (a) do (e) przedstaw iają schematycznie różne postacie cząstek policyklicznego chinonu stanowiącego substancję czynną [3 (a) do (e)]. 188 034 5 A. Policykliczne chinony 1. Kompozycja: Zgodnie z wynalazkiem można stosować wiele różnych policyklicznych chinonów. W niniejszym opisie określenie „policykliczny chinon” odnosi się do tricyklicznych chinonów i hydrochinonów o skondensowanych pierścieniach oraz do ich prekursorów, a zwłaszcza antrachinonów i antrahydrochinonów. Ogólnie niejonow e policykliczne chinony i policykliczne hydrochinony (określane łącznie jako PCQ ) są bardzo słabo rozpuszczalne w wodzie w tem peraturze otoczenia. Do stosowania w sposobie w ynalazku korzystne są takie PCQ, które w ykazują rozpuszczalność w wodzie nie w yższą niż około 1000 ppm wagowo. Jednakże, jak to zaznaczono powyżej, zgodnie z w ynalazkiem m ożna także stosować pewne prekursory takich PCQ w połączeniu ze stosunkowo nierozpuszczalnym i PCQ, względnie same. Takie prekursory są anionowymi solami PC Q , które są rozpuszczalne w w odzie w zasadowych warunkach beztlenowych. Jednakże te substancje nie są trwałe i łatwo ulegają przem ianie w nierozpuszczalne formy chinonowe po w ystaw ieniu na powietrze. Tak więc gdy anionowe PCQ stosuje się na rośliny i wystawia n a działanie powietrza, szybko zm ieniają się one w nierozpuszczalną w wodzie, aktywniejszą postać chinonu. Do nierozpuszczalnych w w odzie PCQ, które m ożna stosować w sposobie według wynalazku, należą antrachinon, antron (9,10-dihydro-9-oksoantracen), 10-metylenoantron, fenantrochinon oraz alkilowe, alkoksylowe i aminowe pochodne takich chinonów, 6,11-diokso-lH -antra[l,2-c]pirazol, antrachinon, 1,2-benzantrachinon, 2,7-dim etyloantrachinon, 2-metyloantrachinon, 3-metyloantrachinon, 2-aminoantrachinon i 1-metoksyantrachinon. Z powyższych cyklicznych ketonów korzystne są antrachinon i m etyloantrachinon, poniew aż okazały się bardziej skuteczne. M ożna stosować zarówno naturalnie w ystępujące antrachinony, jak i antrachinony syntetyczne. Inne PCQ, które m ożna stosować, stanowią nierozpuszczalne zw iązki antrachinonowe, takie jak 1,8-dihydroksyantrachinon, 1-aminoantrachinon, 1-chloroantrachinon, 2-chloroantrachinon, 2-chloro-3-karboksyantrachinon i 1-hydroksyantrachinon. Różne jonow e pochodne tych substancji m ożna wytwarzać drogą redukcji katalitycznej w wodnym roztworze alkalicznym. Ponadto w sposobie w edług w ynalazku można stosować liczne zw iązki antrahydrochinonowe. W niniejszym opisie określenie „związek antrahydrochinonow y” odnosi się do związków mających podstaw ow ą tricykliczną strukturę, takich jak 9,10-dihydroantrahydrochinon, 1,4-dihydroantrahydrochinon i l,4,4a,9a-tetrahydroantrahydrochinon. Sam antrahydrochinon j est 9,10-dihydroksyantracenem. W szczególności m ożna stosować postacie zarówno nierozpuszczalne w wodzie, jak i rozpuszczalne w wodzie. N iejonow e związki są w większości nierozpuszczalne w układach wodnych, podczas gdy jonow e pochodne, takie jak sole di(m etali alkalicznych), są w w iększości rozpuszczalne w wodzie. Rozpuszczalne w wodzie form y są trw ałe tylko w płynach beztlenowych o wysokim pH. Płyny o niskim pH (pH poniżej około 9-10) spow odują tw orzenie się nierozpuszczalnego cząsteczkowego antrahydrochinonu. Tlenowe roztwory będą powodowały utlenianie antrahydrochinonów do antrachinonu. Tak w ięc antrahydrochinony nie będą występowały przez dłuższy czas w natlenionym środowisku, takim jakie powstaje przy opryskiwaniu. Z tego pow odu zabiegi z zastosowaniem antrahydrochinonów wykonuje się zwykle z użyciem rozpuszczalnej postaci jonowej w roztw orze zasadowym. Roztwory w odorotlenku sodu są korzystniejsze od wodorotlenków innych m etali alkalicznych ze względów ekonomicznych. 2. Konfiguracja: W iadomo, że organy czuciowe pew nych ow adów są zdolne do więcej niż jednej funkcji zmysłowej. Z tego powodu nie wiadomo na pew no, czy PCQ użyte w sposobie według wynalazku są wykrywane przez owada poprzez jeg o zm ysł smaku, wzroku czy węchu. W rzeczywistości m ogą brać udział dwa lub więcej zmysłów. Niem niej ze względu na bardzo m ałą wielkość organów czuciowych owadów, korzystnie użyte PCQ m ają fizyczną postać na tyle małą, aby mogły j ą dotykać organy czuciowe ow ada. O znacza to, że gdy cząstki są zbyt duże, receptory smakowe m ogą odebrać smak słabo, o ile go odbiorą w ogóle. Tak więc dla większej skuteczności PCQ jako środka odstraszającego, korzystnie powinien on mieć postać cząstek o dostatecznie małej wielkości, aby jego sm ak m ógł być odczuwany. Tak 6 188 034 więc skuteczniejszą ilością środka odstraszającego w dowolnym zastosow aniu jest ta, w której ma on postać dostępną dla języka owadów; to jest, pow inien on m ieć postać cząstek o dostatecznie małej wielkości, aby m ógł być posmakowany. Ogólnie, ze w zględu na te kryteria, cząstki większe niż około 50 ^m nie m ogą być odpowiednio wyczuwane, a cząstki nie większe niż 30 |im są korzystne. Podobnie, gładkie nieprzerwane pow ierzchnie PCQ nie m ogą być odpowiednio wyczuwane; i oczywiście, gdy PCQ je st pow leczony czym kolw iek nie odpychającym dla owada lub czymś nie wyczuwalnym w smaku dla owada, PCQ je st nieskuteczny. Jakkolwiek, mówiąc dokładniej, dla uzyskania skuteczności PCQ jako środka odstraszającego nie musi on mieć postać odrębnych cząstek, niemniej cząstki m uszą mieć dostateczną wielkość lub kontur określający powierzchnie, które są dostępne dla zm ysłu smaku. To kryterium zilustrowano na rysunku. Cząstka z fig. l(a) powinna być dostępna, gdyż jest dostatecznie mała. Cząstka z fig. l(b) pow inna być mniej skuteczna, gdyż je st zbyt duża dla skutecznego wyczuwania. Gładka nieprzerw ana pow łoka z fig. l(c) wywrze niewielkie lub żadne w rażenie smakowe, ponieważ duża nieprzerwana pow ierzchnia nie będzie miała odpowiedniego dostępu do organów smakowych owadów. Z drugiej strony, nieprzerwana powłoka z fig. l(d ) zapewni co najmniej umiarkowane w rażenie smakowe, gdyż wypukłości są dostatecznie małe dla posmakowania. W tej sytuacji PCQ w wypukłościach będzie skuteczny, lecz PCQ w głównym korpusie powłoki będzie skuteczny w mniejszym stopniu, jeśli w ogóle. Gdy cząstki przedstawi się jako stosy cząstek, jak na fig. l(e), m ożna zauważyć, że pewne cząstki w górnych warstwach będą dostępne, a więc będą skuteczne; lecz cząstki w niższej w arstwie będą mniej dostępne, a więc mniej skuteczne. Pow yższa analiza wykazuje jasno, że skuteczność środka odstraszającego jest funkcją jego konfiguracji i dostępności. Z kolei widoczne jest, że te zm ienne są w znacznej części zależne od sposobu stosowania. Gdy PCQ nanosi się bezpośrednio w postaci rozdrobnionej, w ielkość cząstek m ożna łatwo kontrolować. Gdy takie cząstki nanosi się jako pojedynczą w arstw ę cząstek, zasadniczo całość PCQ będzie skuteczna. Jednakże jeśli cząstki stosuje się jako w iele warstw cząstek, w istocie tylko w ierzchnia w arstw a będzie skuteczna. Ważnym aspektem tej analizy jest fakt, że nie ma znaczenia, czy PCQ stosuje się jako nieprzerw aną powłokę. Przeciwnie, lepiej jest, aby powłoka cząstek PCQ była nieciągła, co najmniej w m ikroskali, dla um ożliw ienia funkcjonalnego w ystaw ienia na działanie porów ulistnienia. Tak więc, aby cząstki były skuteczne, m uszą być „rozdrobnione” w tym sensie, że m ają powierzchnie dostępne dla aparatu smakowego owadów. 3. W łaściwości fizyczne - lotność, rozpuszczalność w wodzie Dla skuteczności wynalazku je st ważne, aby PCQ, w jakiejkolw iek postaci fizycznej do stosowania, był trwały. To jest, użyta substancja czynna musi być odporna na erozję pod wpływem w iatru i deszczu i innych czynników środowiskowych, na które je st wystawiona potraktowana roślina. Z tych w zględów je st korzystne, gdy (1) postać czynna PCQ wykazuje stosunkowo nisk ą rozpuszczalność w wodzie, aby nie ulegała łatwo zm yciu z potraktowanych powierzchni roślin, i (2) m a stosunkowo w ysoką temperaturę topnienia, aby nie ulegała nadmiernemu odparow aniu z potraktowanych powierzchni roślin podczas działania wysokiej temperatury otoczenia. Z tych w zględów korzystne jest, aby substancja czynna PCQ wykazywała rozpuszczalność w wodzie w w arunkach temperatury otoczenia nie w iększą niż około 1000 ppm, a korzystnie 200-1000 ppm. Temperatura topnienia składnika czynnego PCQ powinna wynosić co najmniej 150°C, a korzystnie co najmniej 200°C. N aw et gdy substancja czynna PCQ wykazuje wyżej opisane korzystne właściwości fizyczne, substancja ta może skutecznie działać przez krótki czas, gdyż nie przywiera dobrze do powierzchni rośliny, na którą została naniesiona. Jest to funkcja różnych właściwości powierzchni listow ia i substancji PCQ. Gdy tak się dzieje, korzystnie je st ponadto, aby preparat zawierał „środek zw iększający przylepność”, to jest substancję, która sam a wykazuje dobrą adhezję do podłoża i po zm ieszaniu z substancją czynną pow oduje silniejsze przywieranie PCQ do podłoża. Korzystnymi środkami zwiększającymi przylepność są wodne lateksy polimerowe, które po odparow aniu z nich wody tw orzą masę polim eryczną, która silnie przywiera do powierzchni rośliny i utrzym uje cząstki substancji czynnej trw ale na powierzchni rośliny. 188 034 7 Takie lateksowe środki zwiększające przylepność zazwyczaj zaw ierają niew ielką ilość środka powierzchniowo czynnego rozpuszczonego w fazie wodnej. W yróżniającą z aletą zw iązków PC Q testow anych do stosow ania w sposobie w edług w ynalazku je s t to, że są one zasadniczo nietoksyczne, to je st w y k azu ją LD50 co najmniej 2000 m g/kg, a korzystnie LD 50 5000 m g/kg lub pow yżej, w p rzy p ad k u szczurów. Ze w zględu na tę n isk ą toksyczność PC Q , są one nietoksyczne dla w ięk szo ści ow adów lub ptaków, zw ierząt i ludzi. P onadto, poziom toksyczności je s t do stateczn ie niski i jak ak o lwiek substancja czynna w ym yta do gleby nie będzie szkodliw a dla n orm alnych składników urodzajnych w arstw gleby. B. Koadiuwanty W niniejszym opisie określenie „koadiuw ant” odnosi się do substancji, które m ają bioaktywność inną niż same policykliczne chinony. Takie substancje obejm ują nawozy, fungicydy, regulatory wzrostu, pestycydy, herbicydy i ich mieszaniny. Zarów no ciekłe, jak i stałe koadiuwanty m ożna stosować w połączeniu z policyklicznymi chinonam i w edług wynalazku, w zależności od sposobu stosowania (patrz opis poniżej). N ależy jed n ak zauważyć, że stosowanie fungicydów, pestycydów i herbicydów jako adiuwantów nie je st korzystne, ze względu na trującą naturę takich adiuwantów. Z drugiej strony, stosowanie w tym przypadku nawozów i regulatorów w zrostu nie pogarsza w znaczącym stopniu łagodnego charakteru ich mieszanin z PCQ. C. Dodatki W niniejszym opisie określenie „dodatki” odnosi się do substancji, które zwiększają skuteczność środków w edług wynalazku, lecz same nie w ykazują bioaktyw ności. Obejmują one takie substancje jak środki pow ierzchniow o czynne, środki zw ilżające, środki przeciwpieniące, wypełniacze, środki zwiększające przylepność, środki ułatw iające penetrację, plastyfikatory, aktywatory, środki poprawiające rozlewność, rozcieńczalniki, środki zapachowe, środki rozjaśniające i tym podobne. D. Sposoby stosowania W yraźną zaletą w ynalazku jest to, że m ożna go stosować w szeregu różnych postaci i sposobów stosowania w przypadku rosnących roślin. Tak np. substancję czynną PCQ można formułować z wytworzeniem postaci sproszkowanych substancji stałych, które m ożna nanosić z zastosowaniem urządzeń nanoszących, np. rynnowych, takich ja k stosow ane do wysiewu nasion traw, i działających z wykorzystaniem siły odśrodkowej (tarcza obrotowa). Ponadto PCQ w postaci proszku m ożna rozpylać jako proszki, bez rozcieńczenia lub w połączeniu ze stałymi wypełniaczami proszków i/lub różnym i koadiuwantami. Podobnie, gdy PCQ m ają postać proszku, m ożna je dyspergować w ciekłym ośrodku, zwłaszcza w wodzie, i rozpylać jako ciekłą zawiesiną. Z drugiej strony, przy stosowaniu rozpuszczalnych w wodzie prekursorów PCQ, m ożna je rozpuszczać w w odzie do rozcieńczenia i następnie nanosić przez rozpylanie w zwykły sposób. N apow ietrzanie zachodzące podczas rozpylania w ystarcza dla przem iany rozpuszczalnej soli w bardziej aktyw ną postać nierozpuszczalną w wodzie. W obydwu tych technikach m ożna stosować stałe lub ciekłe koadiuwanty. Przykładowo, rozpuszczalne w w odzie koadiuwanty m ożna rozpuszczać w ciekłym ośrodku, albo nierozpuszczalne w w odzie cząstki koadiuwantu m ożna dyspergować w ciekłym ośrodku wraz z PCQ i/lub prekursorem PCQ. Ogólnie, stosowanie dość rozcieńczonych PCQ na pow ierzchnie roślin lub na glebę skutecznie zapobiega uszkodzeniom przez owady. Np. stosowanie ciekłych dyspersji zawierających zaledwie 100 ppm wagowych PCQ może skutecznie ograniczyć uszkodzenie wielu roślin przez owady. Co najmniej 500 ppm je st w ielkością korzystną. Podobnie, stosowanie ciekłych dyspersji na glebę może skutecznie pow strzym ać wychodzące szkodniki, gdy na glebę naniesie się tak m ałą ilość, jak 50 m g/m 2 aktywnego PCQ. Należy jed n ak zdaw ać sobie sprawę, że skuteczny poziom dawki składnika czynnego zm ienia się w dużym stopniu w zależności od typu traktowanego atakującego owada, jak i od kompozycji składnika czynnego. Na szczęście, wyższe stężenia PCQ m ożna tolerować całkowicie bezpiecznie zarówno dla środowiska, jak i dla ludzi i innych istot żywych. 8 188 034 Z pow yższego opisu wynika, że nie wszystkie pow łoki PCQ m ogą m ieć odpow iednią konfigurację um ożliw iającą smakowanie. Jednakże tak długo, jak w ystarczająca część powłoki jest dostępna dla organów smaku owadów, kompozycja będzie skutecznie powstrzymywała owady przed zjadaniem listowia. Zauw ażono, że nie trzeba traktować całej powierzchni, na której trzeba powstrzymywać inwazję owadów. Przykładowo, nietraktowane powierzchnie stykające się z traktowanymi pow ierzchniam i są często wolne od podobnych owadów ze w zględu na bliskość potraktowanych powierzchni. Ponadto pełne pokrycie listowia substancją czynną nie je st potrzebne, ponieważ bliskość nietraktow anych części listowia względem potraktowanych części wystarcza często do spow odow ania zasadniczego działania odstraszającego. Jak zauważono powyżej, korzystnie liści roślin nie pow leka się w sposób ciągły, aby pory nie były pokryte, a więc były w pełni funkcjonalne. Niemniej będzie zwykle konieczne opryskanie nowego przyrostu rośliny dla uniknięcia ponow nej inwazji zwalczanego owada. Fachowcy w dziedzinie wytwarzania środków ochrony roślin zauważą, że m ożna stosować inne ośrodki dyspersji niż woda. Przykładowo m ożna stosować bezpieczne, ulegające rozkładowi oleje, takie jak oleje roślinne. Jednakże z punktu w idzenia bezpieczeństwa i zdrow ia środowiska, je st znacznie korzystniej stosować wodę. E. Traktowane rośliny Żadna z roślin ulegających uszkodzeniom przez owady nie je st w żaden sposób uszkadzana przez stosow anie wodnych dyspersji PCQ; nie zauważono też żadnego szkodliwego wpływu na w zrost lub całkowity stan zdrowia nietraktowanych roślin rosnących blisko takich potraktowanych roślin. Jak zauważono powyżej, sądzi się, że należy zwracać uwagę, aby nie pokrywać potraktow anych powierzchni roślin tak dokładnie, aby zablokować aktywność porów. Poza tym naw et stężone dyspersje nie wpływają szkodliwie na potraktowane rośliny. Chociaż w iększość przeprowadzonych dotychczas testów prow adzono na warzywach ogrodowych i kw iatach, sposób jest podobnie skuteczny wobec szkodliwych ow adów atakujących drzew a owocowe. W śród szkodników drzew owocowych, które m ożna skutecznie traktować sposobem w edług wynalazku, są ryjkowce śliwowe, owocówka jabłków eczka, Lygus lineolaris, mszyce, m szyca kapuściana, przędziorek chm ielowiec, oprzędnica jesienna i owady o łacińskiej nazw ie Lithophane cmtennata. W ynalazek je st najskuteczniejszy w przypadku drzew owocowych, gdy stosuje się go w stadium różowych koniuszków, a następnie w normalnym schemacie opryskiwania, kończącym się krótko przed zbiorem. W niniejszym opisie określenie „stadium różow ych koniuszków" odnosi się do stadium w zrostu drzewa, gdy uformuje się pączek i pojaw i się zabarwienie. F. Odstraszane szkodniki W ynalazek wydaje się być skuteczny wobec praktycznie wszystkich przepoczwarząjących się pod ziem ią roślinożernych owadów w etapach dorosłych i wielu ow adów w ich postaci larwalnej. Tak w ięc wynalazek m ożna stosować do powstrzymywania uszkadzania roślin przez Coleoptera (chrząszcze), takie jak popilia japońska, Epilachna verivestis i M elittia cucurbitae, jak też pluskw iaki równoskrzydłe, takie jak mszyce, i H em iptera (pluskwiaki); takie jak Blissus leucopterus, Anasa tristis, tarczówkowate, Lygus lineolaris, Anthocoridae i prześwietl ikowate. PCQ ograniczają także obecność muchówek, takich jak borecznikowate, znoszących ja ja w łodygach rosnących roślin. Jednakże PCQ stosowane w sposobie według wynalazku wyraźnie nie przeszkadzają w nieszkodliwej aktywności na potraktowanych roślinach członów nieroślinożem ych rzędów, takich jak Hymenoptera (mrówki, pszczoły i osy) i Lepidoptera (motyle i ćmy). Stosowanie sposobu według wynalazku je st także nieszkodliwe dla biedronek, m odliszek, w ażek i innych drapieżnych owadów. Przykłady Poniżej opisane testy i obserwacje wykonano podczas sezonu w zrostu w zwykłym ogrodzie kwiatowym i warzywnym umieszczonym w strefie 7 trudności w arunków dla roślin. Jeśli nie podano inaczej, stosowaną substancją była wodna dyspersja zawierająca 10% wagowych silnie rozdrobnionego 9,10-antrachinonu w postaci cząstek i m ałą ilość organicznego środka powierzchniowo czynnego. Średnia wielkość cząstek antrachinonu wynosiła około 25 (im . Ten policykliczny chinonowy składnik je st określany w dalszych przykładach jako AQ. 188 034 Przykł ad 1 9 Inwazję popilii japońskiej (Popillia japonica ) zauw ażono na liściach kanny (Canna x. generalis). Po opryskaniu liści określoną powyżej w odną dyspersją AQ, chrząszcze popilii japońskiej odeszły i nie stw ierdzono dalszych uszkodzeń przez chrząszcze. Następnego dnia dwa chrząszcze popilii japońskiej umieszczono w szklanym słoiku z nietraktowanym liściem kanny i potraktowanym liściem kanny. Jednego z chrząszczy zaznaczono dla identyfikacji, opryskano dyspersją AQ, po czym obydwa chrząszcze obserw ow ano przez trzy dni. Oba chrząszcze żyły. Nie było dalszych uszkodzeń potraktowanego liścia; ale nietraktow any liść wykazał dalsze uszkodzenia. Przykład 2 Liście, ale nie kwiaty, rośliny kanny opryskano dyspersją AQ. Roślina była przedtem i nadal pozostała w olna od zaatakow ania przez popilię japońską. Chrząszcze unikaty rośliny całkowicie, w tym nietraktow anych kwiatów. Jednakże pszczoły, m otyle i kolibry oblatywały wciąż kwiaty i nadal kontynuowały norm alną aktywność w okół rośliny. Co ciekawe, zauw ażono, że nie było aktywności chrząszczy na sąsiednich roślinach dalii, które nie przeszły traktowania dyspersją AQ. Przykład 3 Na nietraktowanej roślinie kanny zauważono znaczące uszkodzenie liści i istotną inw azję popilii japońskiej. U szkodzone liście, jak też kwiaty, opryskano dyspersją AQ, po czym nie było dalszych uszkodzeń potraktowanych liści lub potraktow anych powierzchni kwiatów. Krótko po zastosow aniu dyspersji AQ spadł większy deszcz i w yrosły nowe liście. Chrząszcze popilii japońskiej zaatakow ały nowy przyrost, lecz nie było dalszych uszkodzeń potraktowanych liści lub kwiatów. Po potraktow aniu nowego przyrostu nie wystąpiły dalsze uszkodzenia przez chrząszcze. Przykład 4 Zauważono uszkodzenia przez chrząszcze popilii japońskiej na pędach i kwiatach pięciu krzewów róż. Liście i kw iaty zaatakowanych roślin róży opryskano opisaną wyżej w odną dyspersją AQ, co pow strzym ało wszelkie dalsze uszkodzenia przez chrząszcze. Roślina była także wolna od mszyc. Po kilku dniach chrząszcze popilii japońskiej ponow nie zaatakowały roślinę na świeżo wyrosłych liściach, pączkach i kwiatach. N ow y przyrost opryskano następnie i nie zauważono dalszych uszkodzeń na potraktowanych pow ierzchniach. Zauważono także, że nie zmniejszyła się aktywność m otyli, os i pszczół m iodnych w okół rośliny. Przykład 5 Liście dojrzałej m alw y z silnymi uszkodzeniami przez chrząszcze opryskano dyspersją AQ, po czym nie było dalszych uszkodzeń przez chrząszcze. Przykład 6 Trzy pary roślin kanny, które traktowano poprzednio dyspersją A Q dla powstrzymania uszkodzeń przez chrząszcze popilii japońskiej, doznały następnie uszkodzenia przez chrząszcze na nowym przyroście rośliny. Nowy przyrost w szystkich sześciu roślin ostrożnie opryskano dyspersją AQ dla uniknięcia trafienia chrząszczy na nowym przyroście. Następnie zaw ieszono bibułkę tytoniow ą nad je d n ą z każdej pary rośliny w taki sposób, że zacieniała ona, lecz nie dotykała, roślin lub gruntu otaczającego rośliny. Przy obserw acji roślin przez dwa dni nie zauważono chrząszczy i nie było dalszych uszkodzeń żadnych z sześciu roślin, niezależnie od tego, czy znajdowały się w cieniu, czy też nie. Przykład 7 W drugim sezonie w zrostu, podczas którego obserw owano w pływ traktowania AQ, zauważono, że ogólnie inw azja chrząszczy była mniejsza niż w poprzednim roku. Przykładowo, nie było inwazji chrząszczy na malinach, będących zwykle ulubionym celem chrząszczy popilii japońskiej. Ten efekt wydaje się być wynikiem obecności w pobliżu lub na powierzchni gleby w sąsiedztwie potraktowanych roślin resztowych ilości AQ z poprzednich oprysków. Ze względu na (1) chem iczną trwałość AQ i (2) jego niską rozpuszczalność w wodzie, obserw a- 10 188 034 cja ta wskazuje, że resztkow y AQ w pobliżu lub na powierzchni gleby wpływał na wydostawanie się poczw arek chrząszczy z gruntu. Podobne zm niejszenie inwazji mszyc zauważono na krzewach róż. Przykład 8 Zauważono, że kilka roślin kabaczka zostało zaatakowanych przez A nasa tristis. Z użyciem 0,5% (wag.) dyspersji AQ, opryskano liście, łodygi kabaczka i otaczającą glebę. Nie zginęły żadne szkodniki, ale po pięciu minutach owady zniknęły. Po dwu dniach zauważono dość niespodziewanie, że owady Anasa tristis wróciły na potraktowane kabaczki. Chociaż szkodniki wydawały się być bardzo aktywne po powrocie, nie zauważono, aby uszkadzały w jakikolw iek sposób pow ierzchnie kabaczków. W powyższych testach stosowania wodnych zawiesin AQ dla ograniczenia uszkodzeń rośliny przez owady roślinożerne zauważono, że żaden z ow adów na roślinach, szkodliwy lub nie, nie został zabity. Były one w większości przypadków odpędzane i zniechęcane do jedzenia, lecz ze względu na pom ijalną toksyczność składnika PCQ, nie były zabijane. Przykład 9 W iszący owoc karłowatej „pięć w jednym ” gruszy uszkodziły ptaki, po czym uszkodzony owoc zaatakowały osy i inne owady z rodziny osowatych, m uchy i komary. Jednocześnie opadłe owoce pod drzew em zjadały wrony, motyle, pszczoły miodne, osowate i muchy. Liście i wiszące owoce na drzewie opryskano ogólnie wodną dyspersją AQ; jednak ziemi pod drzewem zawierającej opadłe owoce nie opryskiwano. Nie próbow ano opryskiwać każdej oddzielnej gruszki na drzewie. Po zakończeniu opryskiwania listowia, drzewo utrzymało zarówno uszkodzone, jak i nieuszkodzone owoce. Wkrótce po opryskaniu cała aktywność owadów na wiszących owocach zanikła. Jednakże po kilku godzinach, osowate wznowiły aktywność na uszkodzonych przez ptaki wiszących owocach. Nie pojaw iła się aktywność owadów lub ptaków na nieuszkodzonych wiszących owocach lub na liściach. Aktywność owadów i ptaków na opadłych owocach leżących na nietraktowanym gruncie pod drzewem nie osłabła. Nie zauważono aktywności ow adów na opryskanych częściach drzew a przez okres zbiorów. P r z y k ł a d y 10-16 Przeprowadzono serię testów, w których różne ogrodowe owady umieszczano w przewietrzanych szklanych naczyniach z liśćmi roślin, z których pewne potraktowano, a pewnych nie potraktowano, co zaznaczono. Stosowane tu określenie „potraktow ano” wskazuje, że om aw ianą pow ierzchnię potraktow ano w odną dyspersją AQ. P r z y k ł a d 10 K onika polnego um ieszczono w naczyniu z potraktowanymi liśćmi róży i dalii. Po trzech dniach nie było śladów uszkodzenia liści przez konika polnego. Konik polny żył i został wypuszczony. Przykład 11 K onika polnego um ieszczono w naczyniu z potraktowanymi liśćmi dalii. Podczas dwu dni w naczyniu konik polny złożył kilka jaj, ale nie stwierdzono uszkodzenia potraktowanych liści. P r z y k ł a d 12 Owady oprzędnicy jesiennej umieszczono w naczyniu z potraktowanymi liśćmi dalii i gruszy. Pod koniec trzeciego dnia liście dalii były nietknięte, a liście gruszy wykazywały uszkodzenia przez owady. P r z y k ł a d 13 M ałą muszkę ow ocow ą um ieszczono w naczyniu z intensywnie potraktowanym liściem kabaczka. Po czterech dniach m uszka wciąż żyła, a liść nie był uszkodzony. P r z y k ł a d 14 Wojsiłkę (M ecoptera) um ieszczono w naczyniu z potraktowanymi i nietraktowanymi liśćmi róży. M ucha pożyw iała się na nietraktowanym liściu, lecz całkowicie unikała potraktowanego liścia. P r z y k ł a d 15 Popilię japońską zdjęto z krzew u róży i umieszczono w naczyniu jedynie z potraktowanymi liśćmi róży. Nie mając wyboru, owad żywił się potraktowanymi liśćmi. 188 034 11 P r z y k ł a d 16 Owada Epilachna verivestis trzym ano w naczyniu przez pięć dni z nieznacznie pokrytymi liśćmi fasoli. Podobnie ja k przy obserwowanym zachow aniu popilii japońskiej, opisanym w przykładzie 15, chrząszcz żyw ił się przez ten czas nieznacznie potraktowanymi liśćmi. P r z y k ł a d 17 W odrębnych dośw iadczeniach, pew ną powierzchnię gruntu opryskano dyspersją AQ tak, że utworzono barierę w kształcie litery U, a drugą pow ierzchnię opryskano dyspersją AQ tak, aby utworzyć zam knięty krąg. W każdym z obszarów um ieszczono kilka mrówek. W pierwszym przypadku m rów ki szybko oddaliły się przez otw arty koniec bariery w kształcie litery U. W drugim przypadku m rów ki kręciły się w kółko przez kilka m inut wyraźnie szukając drogi wyjścia. N astępnie przeszły za m rów ką prow adzącą przez linię oprysku. 188 034 FIG. 1a FIG. 1b FIG. 1c FIG. 1d FIG. 1e D epartam ent W ydaw nictw U P RP. N akład 50 egz. C ena 4,00 z ł.
